某廠房火災(zāi)后結(jié)構(gòu)性能鑒定分析

白碧波，劉 軍

（1.昆山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心，江蘇 昆山 215337；2.昆山市房屋安全鑒定站，江蘇 昆山 215337；3.昆山市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站，江蘇 昆山 215337）

0 引 言

廠房是指主要用于從事工業(yè)生產(chǎn)、制造、裝配等活動的房屋。因具有“集中、集聚、集群、集約”的優(yōu)勢，在各地開發(fā)區(qū)、園區(qū)大量建設(shè)。因為廠房是人員比較集中的生產(chǎn)區(qū)域，一旦發(fā)生火災(zāi)，勢必造成不同程度的經(jīng)濟(jì)損失或人員傷亡。因此，防火設(shè)計一直是工業(yè)廠房建筑設(shè)計中的重點內(nèi)容之一，根據(jù) GB 50016－2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》［1］，廠房的火災(zāi)危險性應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)中使用或產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)及其數(shù)量等因素劃分，將分類劃分為甲、乙、丙、丁、戊類。廠房防火設(shè)計應(yīng)遵循國家有關(guān)規(guī)范的要求，針對建筑及其火災(zāi)特點，配合先進(jìn)的防火技術(shù)，顧全大局，統(tǒng)籌兼顧，才能防患于未然，減少火災(zāi)事故的發(fā)生。

歷年統(tǒng)計數(shù)字顯示，廠房火災(zāi)造成的經(jīng)濟(jì)損失約占火災(zāi)總經(jīng)濟(jì)損失的 20 %，這一損失是非常巨大的。除了從源頭上對火災(zāi)事故加以防范外，合理評估災(zāi)后廠房的結(jié)構(gòu)性能，為受災(zāi)廠房的加固改造提供科學(xué)的技術(shù)依據(jù)，是減少這一損失又一重要途徑。災(zāi)后廠房的安全評估是房屋檢測鑒定機(jī)構(gòu)的一項重要課題，事關(guān)民生。本文以某廠房火災(zāi)后的結(jié)構(gòu)性能鑒定為例，闡述常見結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用后的質(zhì)量評估要點和鑒定流程，對受災(zāi)構(gòu)件做出評估，以供災(zāi)后建筑工程鑒定參考。

1 工程概況

某廠房為 3 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，現(xiàn)澆混凝土樓面板，建筑平面布置呈矩形，東西 1～11 軸線距離 55.0 m，南北 A～C 軸線距離 11.0 m，建筑面積 2 945 m2，建筑高度 15.2 m，建筑物設(shè)計使用年限為50 年，抗震設(shè)防烈度為 7 度，于 2005 年建造，目前作為生產(chǎn)車間使用。因該廠房 1 層發(fā)生火災(zāi)，房屋產(chǎn)權(quán)人委托某檢測中心對 1 層火災(zāi)后的構(gòu)件損傷情況進(jìn)行檢測鑒定。

2 檢測鑒定

建筑工程災(zāi)后結(jié)構(gòu)檢測評估是一項專業(yè)性很強(qiáng)、技術(shù)含量很高的工作，要求檢測人員必須是經(jīng)相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)并考核合格的專業(yè)技術(shù)或行業(yè)相關(guān)專家。對于一般檢查項目，必須至少有檢查員資格以上人員負(fù)責(zé)，對于重大項目，必須有主任檢查員負(fù)責(zé)。為規(guī)范災(zāi)后結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測，必須掌握檢查要點，保證檢測質(zhì)量。

2.1 現(xiàn)場查勘

進(jìn)入災(zāi)后建筑物現(xiàn)場應(yīng)先判斷進(jìn)入路線的安全，對于發(fā)現(xiàn)危險構(gòu)件應(yīng)要求做好安全保障（臨時支撐、拆除解危等）后方可進(jìn)入。通過查勘，熟悉災(zāi)后建筑物的結(jié)構(gòu)概況及物品布置、火災(zāi)情況。應(yīng)摸清危險源，尤其注意次生災(zāi)害對檢查人員的安全影響；要編制專項防護(hù)方案及應(yīng)急措施，確保安全防護(hù)措施能滿足檢查工作要求。

查閱消防機(jī)關(guān)出具的廠房火災(zāi)事故認(rèn)定書，了解到該起火災(zāi)起火部位在 1 層北側(cè)烤箱處，火災(zāi)原因為電氣系統(tǒng)故障引燃周邊可燃物引發(fā)火災(zāi)，火災(zāi)持續(xù)時間約 120 min?，F(xiàn)場調(diào)查顯示火災(zāi)主要影響區(qū)域為廠房 1 層（局部構(gòu)件明顯損傷），其余樓層僅受到煙熏（構(gòu)件外觀無明顯損傷）?；馂?zāi)前該區(qū)域 1 層主要作為倉庫及生產(chǎn)車間使用，除部分設(shè)備災(zāi)后損壞外，1 層儲存物災(zāi)后全部燒毀，房屋主體結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，如圖1～3 所示。

圖1 生產(chǎn)設(shè)備損壞

圖2 儲存物燒毀

圖3 混凝土構(gòu)件受損

2.2 初步鑒定

初步鑒定應(yīng)在火作用調(diào)查、查閱分析文件資料、結(jié)構(gòu)觀察檢測、構(gòu)件初步鑒定評級等方面體現(xiàn)。依據(jù)火災(zāi)后構(gòu)件初步評級參考 CECS 252：2009《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》［2］，火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷狀態(tài)不評Ⅰ級。損傷等級主要分為Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ和Ⅳ 4 個等級。

2.2.1 主要承重構(gòu)件基本數(shù)據(jù)采集

對受災(zāi)范圍內(nèi)的構(gòu)件進(jìn)行隨機(jī)抽樣，參閱原設(shè)計圖紙對構(gòu)件的截面尺寸、配筋情況等進(jìn)行復(fù)核，也為后續(xù)結(jié)構(gòu)驗算提供依據(jù)。對過火區(qū)域主要混凝土承重構(gòu)件，依據(jù) JGJ/T 384－2016《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》［3］，采用鉆芯法檢測其抗壓強(qiáng)度；參照混凝土碳化檢測方法檢測混凝土中性化，采用 2 % 酒精酚酞試劑測試，利用卷尺或卡尺測量碳化深度?；炷翉?qiáng)度及碳化深度現(xiàn)場檢測如圖4、5 所示。

圖4 混凝土構(gòu)件鉆芯檢測

圖5 混凝土構(gòu)件芯樣

2.2.2 主要承重構(gòu)件外觀現(xiàn)狀查勘及初步評級

現(xiàn)場對火災(zāi)后各構(gòu)件的外觀情況進(jìn)行了仔細(xì)檢查并做好記錄，主要包括受火后混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面顏色、錘擊反應(yīng)、構(gòu)件表面的破損如脫落、掉角、露筋、酥松等情況及裂縫情況，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火保護(hù)受損、變形等，根據(jù)構(gòu)件外觀檢查結(jié)果進(jìn)行初步評級。

2.3 詳細(xì)鑒定

詳細(xì)鑒定應(yīng)在火作用調(diào)查的詳細(xì)調(diào)查與檢測分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的專項檢測分析、結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件校核、構(gòu)件詳細(xì)鑒定評級等方面體現(xiàn)。對初步鑒定中評定為Ⅱb、Ⅲ的重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)檢測鑒定，主要包括火災(zāi)影響區(qū)域調(diào)查與確定、火場溫度過程及溫度分布推定、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查與檢測。

2.3.1 火災(zāi)溫度場推定

結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災(zāi)截面溫度場取決于構(gòu)件的截面形式、材料熱性能、構(gòu)件表面最高溫度和火災(zāi)持續(xù)時間等。根據(jù)災(zāi)情調(diào)查及現(xiàn)場殘留物的特征，結(jié)合構(gòu)件火災(zāi)后的現(xiàn)狀及 CECS252：2009《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》附錄 A“常見材料變態(tài)溫度、燃點”、附錄 E“混凝土構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)升溫條件下溫度場實用曲線圖”，可大體上推斷各區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)所受的火災(zāi)溫度分布，該廠房火災(zāi)溫度分布示意圖如圖6 所示。

2.3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳細(xì)評級

現(xiàn)場檢測檢查結(jié)果表明：混凝土構(gòu)件部分柱角混凝土剝落，表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng)、主筋局部裸露；部分梁底混凝土剝落、露筋，表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng)；部分樓面板板底混凝土剝落、露筋，表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng)。

根據(jù)現(xiàn)場檢測檢查結(jié)果，并結(jié)合火災(zāi)溫度場推斷、混凝土強(qiáng)度等檢測結(jié)果，依據(jù) CECS 252：2009《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)，對鑒定范圍內(nèi)Ⅱb級、Ⅲ級受災(zāi)結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)評級，評級結(jié)果示意圖如圖7～9 所示。

2.4 鑒定結(jié)論及建議

根據(jù)鑒定評級結(jié)果，建議對 b、c、d 級構(gòu)件采取相應(yīng)措施進(jìn)行加固處理以滿足結(jié)構(gòu)安全性要求，加固設(shè)計應(yīng)由有資質(zhì)的設(shè)計單位出具加固方案，并由有資質(zhì)的施工單位進(jìn)行施工，施工過程須進(jìn)行全程質(zhì)量監(jiān)督。

圖6 火災(zāi)溫度場分布示意圖（單位：mm）

圖7 柱詳細(xì)評級示意圖（單位：mm）

圖8 梁詳細(xì)評級示意圖（單位：mm）

圖9 樓面板詳細(xì)評級示意圖（單位：mm）

3 結(jié) 語

本文以某廠房火災(zāi)后的結(jié)構(gòu)性能鑒定為例，闡述了常見結(jié)構(gòu)在火災(zāi)作用后的質(zhì)量評估要點和鑒定流程，并依據(jù)檢測結(jié)果對受災(zāi)構(gòu)件做出評估。實際鑒定過程中，尚應(yīng)根據(jù)詳細(xì)鑒定的需要作受火與未受火結(jié)構(gòu)的材質(zhì)性能、節(jié)點連接、結(jié)構(gòu)變形及承載能力等專項檢測分析。根據(jù)受火構(gòu)件的現(xiàn)有特征進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析計算和校核，確定結(jié)構(gòu)的安全性。對于特別重要的構(gòu)件，宜可根據(jù)現(xiàn)狀采用載荷試驗加以分析驗證。